Rapport

Gruppe 3 Ingeniørfaglig innføringskurs
SAMMENDRAG
Oppdraget vårt var å lage et autonomt
overvåkningssystem bestående av en sjøgående
plattform for en helikopterdone. Ved hjelp av
elektro- og maskin-kadetter har vi gjennom de
siste ukene utviklet og konstruert et skrog som kan
frakte dronen ubemannet over lang avstand i tøff
sjø. Skroget er inspirert av Ulsteins ‘X-bow’, som
gir fremragende sjøgang og gode muligheter for
stor last i form av drone og drivstoff. Tester av
skroget og hangar har blitt foretatt og systemene
er blitt testet i forhold til resten av fartøyet. Vi har
holdt oss godt innenfor tidsplanen og slik fullført
planene vi la i konseptfasen. Fartøyet er konstruert
for å være stabilt, lett og ikke minst holde og fart
over tid, og passer derfor ypperlig til
funksjonsbeskrivelsen av oppgaven. Modellen er
konstruert slik at den også vil fungere i fullskala
PROSJEKT
ODIN
Den integrerte overvåkningsplattformen
KNM Heimdal
slik som modellen ser ut, hvor den på grunnlag av
‘x-bow’ designet vil flyte lett igjennom tøff sjø og
opprettholde et lavt drivstoff-forbruk. Modellen
KNM Heimdal er ferdig konstruert og klar til å
sjøsettes!
0
Forord
Vi har den siste måneden jobbet med å utvikle et konsept om hvordan et dronefartøy med
plass til en helikopterdrone kan bli utformet. Det har vært et spennende prosjekt hvor
læringsutbyttet har vært stort. Prosjekter har vært tverrfaglig, hvor maskiningeniørene har
fokusert
på
skrog-/hangarbygging,
mens
elektroingeniørene
har
arbeidet
med
elektrosystemene for å få alt til å virke som det skal. Vi har derfor fått et godt innblikk i
hvordan de andre ingeniørklassene arbeider og hva de skal gjøre fremover.
Reiten
Skrutvold
Flaatten
Mikkelsen
Fagerheim
Andresen
Lowzow
Underskrift
Innhold
Innledning.......................................................................................................................................................... 3
Planleggingsfasen ........................................................................................................................................... 4
Prosjektorganisering ............................................................................................................................... 4
Tidsplanlegging ........................................................................................................................................5
Tilegning av kunnskap ............................................................................................................................ 6
Idémyldring/Plan for fartøyet ................................................................................................................ 6
Budsjett .................................................................................................................................................... 9
Helse miljø & sikkerhet – Forhåndsregler ............................................................................................ 10
Sikker jobbanalyse .................................................................................................................................. 11
Konstruksjon .................................................................................................................................................. 12
Kravdokument ........................................................................................................................................ 12
Skrogkonstruksjon ................................................................................................................................. 13
Hangarkonstruksjon ..............................................................................................................................24
Styringssystemer ....................................................................................................................................26
Hydrostatics ...........................................................................................................................................34
Dimensjoner ........................................................................................................................................... 35
Vektberegninger .....................................................................................................................................36
Tester ............................................................................................................................................................. 40
SIDE 1 AV 78
Krengeforsøk ......................................................................................................................................... 40
Slepetest ................................................................................................................................................. 44
Fremdriftsregnskap ................................................................................................................................ 51
Trekkraft ................................................................................................................................................ 56
Dynamisk posisjonering ........................................................................................................................ 57
Hastighetstest ....................................................................................................................................... 59
Motortest ............................................................................................................................................... 60
Batteritest ...............................................................................................................................................62
Diskusjon....................................................................................................................................................... 66
Konklusjon av tester ............................................................................................................................. 66
Modell -> Fullskala................................................................................................................................ 66
Ble planen fulgt? .................................................................................................................................... 66
Konklusjon .................................................................................................................................................... 69
Etterord ......................................................................................................................................................... 70
Timelister ....................................................................................................................................................... 71
SIDE 2 AV 78
Innledning
I rapporten vil vi redegjøre for hvordan prosjektet har utviklet seg; hvordan har vi jobbet,
hva har vi gjort og hvilke resultater vi fikk.
Det fremkommer her hvordan vi kom frem til skogtypen vi har valgt, og hvilke egenskaper
og evner et slikt system bør ha for å kunne operere best mulig på sjøen. Vi har gjennom
hele prosjektet fulgt et kravdokument, som vi gjennom rapporten skal gi et svar på om har
blitt oppfylt ved vårt design.
Et av de mest karakteristiske trekkene med fartøyet vi har kommet opp med er at det er
designet med en «invertert» baug, altså at baugen går akterover. Inspirasjon er hentet fra
Ulsteins ‘X-bow’ design.
Vi har laget en modell av skroget, som har latt oss utføre tester på konstruksjonen, hvorav
en beskrivelse av konstruksjonen følger med i rapporten. Testene har latt oss se om
designet er bra nok og oppfyller kravene som er satt, samt om fartøyet vil kunne fungere i
fullskala versjon.
Hangardesignet er simplistisk, sikkert og pålitelig. Det har fungert utmerket på modellen,
og dens utforming er en som lett lar seg skalere til fullskala. Bruk av 3D-printing til
hangaren var en artig erfaring som gjorde det enkelt å lage god mekanikk.
Vi er både fornøyde og særs stolte av det ferdige produktet.
SIDE 3 AV 78
Planleggingsfasen
Prosjektorganisering
Hver rolle ble fordelt blant kadettene imellom. Hver enkelt hadde hovedansvaret for sin
kategori, men allikevel var dette et prosjekt som krevde godt samarbeid fra alle parter.
Alle deltok derfor på nesten alle oppgaver, noe som skapte større effektivitet i arbeidet.
SIDE 4 AV 78
Tidsplanlegging
Vi lagde en estimert plan over når de forskjellige arbeidsprosessene skulle være ferdig.
Denne skulle følges etter beste evne.
SIDE 5 AV 78
Tilegning av kunnskap
I planleggingsfasen gikk mye av tiden til å tilegne oss kunnskap om skrogkonstruksjon,
skipselektronikk og prosjektarbeid. Vi fikk en innføring i hvordan man kan designe skip
på data(Freeship), logge data fra fysikkeksperiment og programmere grafisk(Labview). Vi
har hentet inspirasjon fra båter som er i drift per dags dato, vi har blant annet satt av tid til
å besøke flere av marinens fartøy for å tilegne oss litt kunnskap om hvordan de forskjellige
fartøyskonstruksjonene fungerte i sjøen. I tillegg har vi har vært på utflukt til Fjellstad
verft og sett hvordan de planlegger og bygger et skip. Det ble nedlagt mange timer i leting
på internett etter informasjon om hvilke skrog som ville passe best til de
kravspesifikasjonene vi fikk. Når vi følte vi hadde tilegnet oss nok kunnskap begynte neste
fase av prosjektet.
Idémyldring/Plan for fartøyet
Fartøyet som skulle konstrueres måtte selvfølgelig oppfylle kravdokumentet. I
kravdokumentet ble det stilt strenge krav til sjødyktighet, deplasement, hastighet, signatur
og operasjonstid. Det var derfor en omfattende prosess rett frem til en idé samlet fordi alle
hadde sine tanker. Det ble derfor igangsatt en idémyldring hvor hver enkelt skulle skissere
sin idé og holde en kort presentasjon om hvorfor vi burde ha det slik. Deretter samlet
gruppen seg, veide de enkelte forslagene og søkte enighet om hva som skulle satses på
videre.
SIDE 6 AV 78
Dette var skissene som ble utarbeidet som forslag til videreutvikling. Konseptet vi valgte
er avbildet på neste side. Som man kan se var det mange i gruppen som ønsket et
flerskrogs-fartøy, et Trimaran skrog. Vi ble enige om at dette ville gitt oss et skrog som
glir lett gjennom vannet, men allikevel var vi redde for at dette ville gå utover
manøvrerbarheten og sjødyktigheten til skroget, noe som også var et krav for fartøyet. For
Trimaran skroget hadde vi også vanskeligheter med å få nok deplasement uten at skrogene
kom for tett inntil hverandre, noe som var vesentlig for at vi skulle få plass til alt som
skulle plasseres på fartøyet. Vi landet derfor på en enkeltskrogsbåt, inspirert av Ulsteins
‘X-bow’. Grunnen til at vi valgte akkurat denne skrogfasongen er fordi baugen er vendt
akterover slik at skroget vil være lengst ved vannlinjen. Dette ville gi skroget god oppdrift
foran slik at vi ikke ville bryte bølger og tape akselerasjon slik som et konvensjonelt skrog
ville gjøre. Skroget vårt ville flyte jevnere gjennom møtende bølger. Skroget har også stor
plass og mulighet for å lastes med mye, uten at deplasementet går utover forsvarlig lengde,
bredde og dybdebegrensninger som er gitt. Dette ble gjort for å være på den sikre siden
med tanke på alt last som fartøyet skulle lastes med. Her er et bilde av skroget vi kom fram
til skulle videreutvikles:
SIDE 7 AV 78
Nå som alle var enige om hvilket skrog vi ville
jobbe videre med var neste steg å bli enige om en
passende og god hangarløsning som kunne
plasseres på skroget. Vi ble enige om gå for en
relativt enkel løsning slik at. Vi ble fort enige om å
prøve på en løsning hvor helikopterdronen var
plassert inne i en slags ‘garasje’ og ble dratt ut på
en plattform ved hjelp av en servomotor. Viking
Teknologier har vært privilegerte og hatt tilgang til
en 3D-printer, noe som har hjulpet oss langt på vei. Det ble stor enighet om å benytte
denne printeren for det den var verdt, og bestemte oss derfor for å lage et skinnesystem i
hangaren ved hjelp av et 3D-printet tannstag og tannhjul. Hangarens dør-mekanisme var
det i første omgang en idé om å lage en dør som ville bli dratt opp idet plattformen hvor
dronen skulle plasseres ble ført ut av hangaren. Denne dør-mekanismen ble allikevel
forkastet grunnet muligheter for komplikasjoner i mekanismen, dette til fordel for et
svingdørssystem hvor dørene skulle være fjærbelastet, og dermed kunne åpne og lukke seg
av seg selv idet helikopterplattformen ble ført ut og inn av hangaren. Mer om selve
konstruksjonen kommer lenger ut i rapporten.
SIDE 8 AV 78
Her er en skisse av hangaren m/plattform.
Sporet i plattformen ble i løsningen rotert 90o
Her er en skisse av hangaren plassert på båten.
Dette gjorde vi i et program kalt Solidworks
Budsjett
Budsjett prototype
Her har vi regnet ut et beløp på hvor mye
der vil koste å produsere 1 stk. integrert
overvåkning «KNM Heimdall».
Material/seksjon
Pris
Skrog
Kr 12 000 000,00
Propell
Kr 2 000 000,00
Drivlinje
Kr 3 000 000,00
Hangarløsning
Kr 4 000 000,00
Drone
Kr 15 000 000,00
Elektromotor
Kr 4 000 000,00
Batteribank
Kr 5 000 000,00
Sensorer
Kr 10 000 000,00
Ror
Kr 1 000 000,00
Hydraulikk
Kr 3 000 000,00
Elektriske installasjoner Kr 4 000 000,00
Software
Kr 7 000 000,00
Turbinmotor
Kr 3 000 000,00
Totalkostnad
Kr 73 000 000,00
SIDE 9 AV 78
Budsjett ansatte
Her har vi en estimert oversikt over hvor mye det vil koste å ha personell/ingeniører i drift
for å utvikle fartøyet i det tidsrommet de blir leid for å utføre arbeidet.
Timepris
Utregninger
kr 500,00
Arbeidsgiveravgift
14,10%
Kr 70,50
Pensjon
2,50%
Kr 12,50
Administrasjon
15,00%
Kr 75,00
Forsikring
Kr 1000,00 per måned / 160
timer
Kr 6,50
Forlegning
Kr 500,00 per dag / 8 timer
Kr 62,50
Timekostnad per ansatt
Antall timer
Kr 727,50
98 dagsverk * 7,5timer
735 timer
Totalkostnad per ansatt Kr 727,50 * 735 timer
Kr 534 712,00
Totalkostnad ansatte
Kr 3 742 987,50
Kr 534 712,50 * 7
Dersom overtid skulle bli en faktor vil overtidsbetalingen regnes ut ved at overtid lønnes
med 150% av timekostnaden. Overtid vil derfor lønnes med 1091.25kr pr time.
Helse miljø & sikkerhet – Forhåndsregler
HMS - "For å oppnå et godt arbeidsmiljø, må vi tenke sikkerhet"
Under dette ingeniørfaglige prosjektet ser vi det på som vesentlig, og særdeles viktig å ta
godt hensyn til helse, miljø og sikkerheten. For å kunne gjøre det, har vi sammen i
gruppen satt noen grunnregler:
 Bruk verneutstyr der det både kan og bør brukes. Dette slik at vi unngår skader
etterfulgt av replikken: ‘MEN jeg skulle BARE …’
SIDE 10 AV 78
 Les etiketter på alle kjemikalier som blir brukt, med tanke på risiko tilknyttet
bruken av disse.
 Ha en god tone oss medlemmer imellom; er det noe, så tar vi det opp med en gang.
 Ikke stress ved bruk av farlig verktøy, ta deg god tid for å påse at alt går som det
skal.
 Rydd arbeidsplassen ofte, dette for å opprettholde et godt og sikkert arbeidsmiljø
ved arbeidsbenken
Sikker jobbanalyse
Navn på enhet: Viking Technologies
Navn på medlemmer: Reiten, Mikkelsen, Skrutvold, Lowzow, Fagerheim, Andresen,
Flaatten
Navn på arbeidsoppgaven som SJA’en gjelder: Skrog/Hangar konstruksjon
Dato: 9.06.2015
Deloppgaver
Oppkutting av styrofoam
Hva som kan føre til en
uønsket hendelse
 Kutte seg på sagen
 Ødeleggelse av
sagen
 Smuss i øyet
Mulige forebyggende tiltak









Smuss i øyet/munn
-> Irritasjon
Irritasjon på hud,
ved direkte kontakt
Brannsår
Liming av styrofoam

Lim på kropp
Maling



Irritasjon i øyer
Innånding av stoffer
Irritasjon på hud






Pussing av skrog


Ta seg god tid
Være nøye
Bruke
briller/Hansker
Opplæring i bruk av
verktøy
Bruke vernebriller
Bruke støvmaske
Bruke hansker
Pusse forsiktig og
kontrollert
Les datablad
Bruk hansker
Bruke hansker
Ha vask tilgjengelig
Lufting i rommet
Bruke
hansker/vernebriller
SIDE 11 AV 78
Konstruksjon
Kravdokument
Krav og forutsetninger til systemet:
1. Det skal tilstrebes en lav-kost løsning.
2. Framdrift skal bestå av en enkel framdriftslinje - motor/aksel/propell/ror.
3. Lengde overalt skal ikke overstige 68 m
4. Største bredde overalt skal ikke overstige 17 m.
5. Største dypgang skal ikke overstige 4.5 m.
6. Helikopterdronen skal kunne lande og ta av på sikker måte.
7. Helikopterdronen skal fraktes sikkert ut/inn/ mellom hangar og landingsplattform
8. Plattformen bør minimum kunne tilbakelegge 1000 NM ila 72 timer
9. Driftsprofil i operasjonsområdet er 5 kts fart /døgn
10. Skal kunne drive helikopteroperasjoner i 14 dager i operasjonsområdet
11. Helikopterdronen skal ha 5 x 4 timer flytid/døgn.
12. Fartøyet skal være stabilt med tomme/fulle tanker og drone ombord.
13. Lav radarsignatur - RCS (radar cross section) skal tilstrebes.
14. Helikopterdronen skal ha oppbevaring i egnet værsikker hangar ombord.
15. Fartøyet skal operere autonomt og/eller via avstandskommunikasjon.
Krav til modell og andre forutsetninger:
1. Skal fremstilles i skala 1:68.
2. Skal frakte den angitte last på sikker måte
3. Dronen skal kunne fly, vha. fjernstyring, fra fartøy til angitt tørr plass.
SIDE 12 AV 78
4. Framdrift og manøvrering skal være basert på utlevert elektrisk motor, aksling,
propell, ror, servoer, batteri, motorkontroller og fjernstyring.
5. Elektriske komponenter skal plasseres og/eller beskyttes slik at de ikke blir ødelagt
av vannsprut.
6. Skroget skal designes vha dataprogrammet Freeship, versjon 2.6
7. Hoved-skroget skal lages i styrofoam (hard isopor - se utlevert byggeveiledning).
8. Konstruksjonsvannlinjen (KVL), nullkryss og dypangsmerker forut og akter skal
tegnes på modellen.
9. Skal utstyres med fjernstyrte innretninger for flytting/oppbevaring av
helikopterdronen
10. Skal ha taue/feste anretning i akter- og i forskipet. Kraften skal gå i senterlinjen til
fartøyet.
11. Skal kunne montere en horisontal montert list, på tvers av skipets lengde. Skal
nyttes til slepeforsøk. Den skal monteres rett over fartøyets oppdriftssenter (LCB)
ved KVL og må kune tåle en kraft på 10 kg i horisontal retning.
Skrogkonstruksjon
Vi delte skrogkonstruksjonen inn i fem forskjellige faser, slik at vi hadde god kontroll på
de tingene som skulle gjøres dag for dag.
Fase 1:
Da prosjektet ble igangsatt var det mange ideer ute om hvordan båten skulle/burde se ut
blant gruppemedlemmene. Som beskrevet i idémyldringen tidligere i rapporten førte dette
til at vi hver for oss lagde et utkast av hver enkelt idé og ble enige om en vi skulle jobbe
videre med. Vi valgte som tidligere nevnt å gå for et type ‘X-bow’ design fordi det er
utrolig stabilt og kan derfor operere under veldig røff sjø. Dette skroget vil også gi
redusert drivstoff-forbruk fordi du ikke møte så mye motstand i bølgene i og med at den
flyter mer over bølgene enn et konvensjonelt skrog. Da konseptet var klart, gikk vi inn i
neste fase.
SIDE 13 AV 78
Fase 2:
Når konseptet var satt begynte finpussen på den aktuelle modellen i Freeship. Dette er
som nevnt et program hvor man kan designe skroget med angitte mål og beregninger. Her
kunne vi dermed designe et skrog i den skalaen vi skulle lage båten i, slik at det ble lettere
for oss å følge maler. Dette ble da utgangspunktet vårt for videre arbeid:
Ved skrogdesign er det mange
viktige momenter man bør ta høyde
for, slik at det blir mest mulig likt
det produktet du vil ha og at det
oppnår de kravene som blir satt. Vi
skulle ha et skrog som ikke kunne
være lengere enn 1m på en skala fra
1:68 og bredere enn 25cm i samme
skala. Vi skulle også ha et skrog som kunne lastes med x-antall kilo; i vårt tilfelle beregnet
vi dette til å være maksimalt 8,6kg. Skroget måtte derfor designes for et deplasement på
ca. 2856 tonn. Når skroget var ferdig designet i Freeship satt vi igjen med dette resultatet:
SIDE 14 AV 78
Fase 3:
Nå som alt var ferdigstilt i Freeship var selve konstruksjonen neste steg i prosessen. Det
som er meget praktisk med Freeship er at når båten er ferdig designet kan man skrive ut
hele båten i representative spanter. Disse spantene er de loddrette linjene som båten på
linjetegningen over er delt inn i. For å lage maler som vi kunne bruke til selve
konstruksjonen, måtte vi skrive ut hvert enkelt av disse spaltene. Malene representerte 5
cm av skrogets lengde hver. Slik så de malene ut:
Når vi hadde skrevet ut alle spantene i A3 størrelse begynte utskjæringen i styrofoamen.
Det var i alt 20 spanter som ble skjæres ut. Vi begynte med de to spantene på midten og
jobbet oss utover hhv akterover og forover.
Når alle spantene var ferdig utskjært var neste steg å lime de sammen. Det å lime sammen
alle spantene bød på en del utfordringer. Det viste seg nemlig at når vi begynte å
teste forskjellige limtyper, at «styrofoamen» ikke er like glad i alle typer lim. Vi
testet diverse limtyper ved å prøve de på en liten bit «styrofoam» for å se hva
som skjedde. Det første vi testet var limpistol m/lim-stift. Det viste seg at dette
limet ofte ble for varmt og dermed spiste seg inn i styrofoamen, noe som ikke er
ønskelig for oss. Deretter prøvde vi et type lim som het «FuggerFix
Konstruksjonslim». Dette limet viste seg etter flere forsøk å sitte godt, samt at
det var enkelt å jobbe med. Vi valgte derfor å bruke dette limet.
SIDE 15 AV 78
Slik testet vi limtyper
Da vi hadde limt en 10-12 spanter sammen så vi at båten ikke ville gå innenfor kravene
om å være 1 meter lang. Dette kom av at styrofoam var beregnet å være akkurat 5cm bred
i freeship, noe den ikke var i virkeligheten, for her var den 5,1-5,2cm. Det endte derfor
med at vi måtte fjerne ca. 4cm i lengen for å holde oss innenfor kravene. Dette løste vi ved
å halvere to spanter fra å være litt over 5cm bred til å bli ca. 2,5cm bred.
Her har vi halvert spantene.
Vi limte skroget i to seksjoner. En seksjon fra midten av båten og helt akterut og en
seksjon fra midten og forut. Dette valgte vi å gjøre fordi det ville gjøre grovpussingen av
skroget enklere i og med at vi kunne jobbe to stk. med dette, altså pusse en seksjon hver
oss. Pussingen vi gjorde før vi limet seksjonene sammen var såpass at vi kunne se formen
på båten veldig godt:
SIDE 16 AV 78
Når de to seksjonene var limt sammen og satt godt var det klart for mye av finpussen. Til
dette bruke vi sandpapir med grovhet på 200, altså et veldig fint sandpapir. Dette gjorde at
vi fikk til fine og relativt glatte sider over hele båten. Slik ble skroget seende ut etter
finpussen:
SIDE 17 AV 78
Fase 4:
Når vi kunne si oss ferdig med finpussen av styrofoamen var det tid for neste fase av
skrogkonstruksjonen. Styrofoam-materialet er ikke så tett som man ønsker,
og i tillegg får man det ikke helt glatt uansett hvor bra det pusses ned.
Derfor så vi på det som nødvendig å sparkle båten. Det var mange
vurderinger rundt hvilken type sparkel som burde brukes i og med at
skroget etter hvert skulle legges på vannet. Det måtte derfor være en
sparkeltype som tålte vann, men dette var så å si umulig å finne så vi endte
opp med en våtroms-sparkel Sparkel LV, og ble heller enige om å male
over med en god og vannfast maling.
Vi tok først på et lag med sparkel over hele båten og smurte dette jevnt utover. Sparkelen
var tørr etter ca. 24 timer og ble derfor 1 døgn senere pusset ned med et fint sandpapir.
Etter første laget var nedpusset, så vi at det fortsatt var små sprekker/groper i overflaten og
la derfor på et lag til, som vi pusset ned igjen dagen etterpå, og fikk en jevn og fin
overflate. Når overflaten endelig var jevn og fin, var neste steg å få malt den slik at den
tålte å være i vannet.
SIDE 18 AV 78
Overflatebehandling:
Nå som båten var sparklet og pusset fin, var det tid for å overflatebehandle skroget. Igjen
var det da tid for å teste forskjellige produkter for å finne ut hva som funket best. Vi testet
her på samme måte som vi gjorde med limet. Vi malte eller lakkerte et lite strøk med
forskjellig maling/lakker på forskjellige små styrofoam-klosser. Vi testet også de
forskjellige på sparklede styrofoam-klosser for å se hvordan de reagerte med sparkelen vi
brukte. Etter mange tester endte vi opp med disse resultatene:
Produkter som ikke fungerte fordi det reagerte med styrofoamen eller
med sparkelen:
 Jotun Topcoat – Denne etset mye og spiste seg derfor langt inn i skummet (helt
opptil 5mm). Den fungerte heller ikke på sparklet styrofoam fordi den trengte
gjennom små porer i sparkelen og dermed spiste seg inn i styrofoamen slik at det
ble et stort hull i styrofoamen under den sparklete overflaten.
 Biltema Gummilakk – Denne reagerte også kraftig med skummet og spiste seg
derfor langt inn i styrofoamen.
 Forskjellige lakker på sprayboks – Lakker på sprayboks fungerte sjeldent fordi
det er et slags løsemiddel i dem som reagerer med styrofoamen, og spiser seg inn i
den.
Produkter som fungerte på styrofoamen og sparkelen.
 Sparkel LV – Har godt hold og fungerte bra på styrofoamen for å få en fin
overflate.
 Svart Bengalakk – Denne la seg som et sterkt lag på skroget. Vi brukte denne for
markering av vannlinjen
 Biltema Hobbylakk Grå – Dette var den eneste spraylakken som fungerte av de
vi testet, den la seg fint utover hele styrofoamen.
SIDE 19 AV 78
 Biltema Silikon – Denne ga fine skjøter og tetninger i sprekker uten å reagere med
styrofoamen.
 Drygolin Hvit – La seg fint direkte på overflaten både på sparkelen og
styrofoamen.
 Jotun Pilot 1, grå – Denne malingen fungerte også veldig bra både på sparkelen
og direkte på styrofoamen og ble derfor hovedfargen vår.
Etter alt av maling/overflatebehandlingstester påbegynte vi malingen av skroget. Vi malte
først et lag med Drygolin-hvit fordi det er en ekstrem vannfast og tåler ekstremt dårlig
værforhold. Denne malingen brukte vi derfor som en type grunning, før vi til slutt malte to
lag med Jotun Pilot 1 – grå. Som du ser på bildet, ble overflaten fin og glatt etter
malingen.
SIDE 20 AV 78
Fase 5:
Nå som skroget var ferdig malt er kunne vi for å kunne plassere ror, motor, tanker og
servoer. Her var det viktig å gjøre nøye beregninger for å få mest mulig effekt i båten. Vi
ble enige om å få akselen til propellen til å ligge mest mulig vannrett, slik at vi fikk mest
mulig effekt til fremdrift. Det ble allikevel ikke mulig å ha den helt vannrett grunnet måten
skroget var konstruert på, dermed endte vi opp med en minimal vinkel på den. Den ble
sentrert midt på skroget og ganske så nære roret. For roret lagde vi en lengre
styremekanisme slik at roret kunne dreie så å si 90৹ begge veier, noe som gir båten et godt
utgangspunkt for god manøvrerbarhet. Utover dette gjorde vi beregninger på hvordan
tankene og batteri burde plasseres i forhold til tyngdepunktet til skroget, dette for å skape
mest mulig stabilitet og jevn vektfordeling i båten. Her er et bilde som viser hvordan
løsningen for justering av roret, og plassering av motor, tanker og batteri i båten:
Tankene er de nummererte klossene 
Batteri
Propell
Motor
Ror
Aksling
Ror/servo
Når alt av plasseringer var bestemt lagde vi
fester/braketter for alt, slik at det holder seg på plass
under vanskelige seilingsforhold, og oppnår god
stabilitet også under sterk sjø.
SIDE 21 AV 78
Fase 6:
Nå er vi inne i siste fase av skrogkonstruksjonen. I denne fasen lagde vi overbygg forut på
skroget, altså foran hangarløsningen som man kan lese litt om senere i rapporten. Dette
overbygget avventet vi med å lage til hangaren var ferdig for å få alt til å passe sammen i
utformingen, både skroget, overbygget og hangaren. Overbygget ble også bygget i
styrofoam, unntatt selve «taket/toppen» hvor vi bare la en kryssfinerplate som gikk i ett
med hangaren som også er laget av kryssfiner. Etter overbygget var ferdig konstruert og
pusset ned, plasserte vi en radar på toppen og resultatet ble seende slik ut:
Til slutt ble overbygget sparklet og malt med de samme typene
overflatebehandlingsmidlene som vi overflatebehandlet resten av skroget med.
Avsluttende for skrogkonstruksjonen var en siste finpuss på maling, sparkling og pussing
av hele skroget og vi satt igjen med et skrog som er både stabilt, manøvrerbart,
kravspesifisert og ikke minst flott å se på!
SIDE 22 AV 78
Vi startet her:
Og endte opp med dette:
SIDE 23 AV 78
Hangarkonstruksjon
Selve hensikten med hangaren er å beskytte dronen, for vær og vind, når den fraktes på
fartøyet. Samtidig som vi opprettholder lavest mulig radarsignatur. Plattformen med
helikopteret skal kunne føres inn og ut av hangaren for å sette ut helikopteret slik at det
kan ta av og lande.
Hangaren er bygd i tynne kryssfinerplater (0.5 cm tykk), og styrofoam.
Selve hangaren er av enkelt design. Det er kort fortalt en boks konstruert i dimensjonene
13x15x24 (LxBxH) av kryssfiner. Dette er et smalt design som har nok plass til dronen,
forbeholdt at dronen kan rotere rotoren slik at den står i dronens lengderetning, noe en
virkelig helikopterdrone kan. Hangaren ble limt sammen med vanlig smelte-lim fra
limpistol og ble så limt på et dekk som var konstruert 20x50 stort. Dekket er også laget av
kryssfiner. Alle hjørner og skjøter ble så tettet inn med Biltema Silikon for å sikre god
tetning mot vann. Dørene ble hengslet med små
hengsler som så ble oversmurt med silikon, igjen
for å tette godt. Dørene er montert med åpning
midtstilt og vertikalt. Dørene på hangaren lukkes
ved hjelp av to fjærer som er festet på veggene
inne i hangaren; se bildet lengere ned. Plattformen
dronen står på, som skal gå på skinner inn og ut
av hangaren, er laget av en kryssfinerplate på
14,5*28 cm. Plattformen har griptape på toppen,
for å sikre god friksjon til dronen, hvor vi også
har sprayet på en grå ‘H’ for å synliggjøre
landingspunktet.
SIDE 24 AV 78
Under plattformen har vi limt fire bjelker, formet som en U.
Disse skal gå i ett spor som er montert under dekksplaten.
Både sporene og bjelkene er 3D-printet og kommer derfor i
plast. Det er frest ut spor i finéren, på dekksplaten, der
plattformen skal gli, slik at vi får bjelkene som er limt under
plattformen til å gå i sporene vi har festet under dekket. Vi
måtte pusse med sandpapir og smøre kanalen for å få
plattformen til å gli jevnt og fint, noe den til slutt gjorde. Det
som driver plattformen frem og tilbake er en servo som vi har
limt på under dekksplaten. Servoen er påmontert ett tannhjul
som spinner og trekker plattformen frem og tilbake ved hjelp
av ett pålimt tannstag under plattformen.
Servoen er kraftig nok til å dra plattformen frem og tilbake,
samtidig som den dytter opp hangardørene. For å sikre at
tannhjulet alltid har kontakt med tannstagene, har vi skrudd inn
to skruer inn i siden på hangaren, som holder plattformen nede.
Utformingen på kanalen og bjelkene er konstruert slik at de
også hjelper til med å holde plattformen nede. På selve
plattformen har vi pusset ned sidene som buer slik at de treffer
hangardørene på en måte som gjør at de går fint opp. For å
sikre at hangaren er helt vanntett så har vi på den ene
hangardøren har vi limt på en liten duk, som dekker til sprekker
mellom dørene. Det er også limt på en duk som går fra hver
enkelt dør og til siden av hangaren slik at vi får mindre radarsignatur. Rundt hangaren har
vi også limt på styrofoam, som vi pusset ned og formet skrått innover, slik at vi fikk lavest
mulig radarprofil.
Etter litt småjusteringer og pussing, fikk vi hangarløsningen til å fungere på en veldig
tilfredsstillende måte. Servoen har en nedjustert hastighet, slik at plattformen går pent og
rolig ut av hangaren, noe som sammen med griptapen gjør at dronen ikke flytter på seg
SIDE 25 AV 78
under transport. Dørene åpner seg jevnt og fint når vi kjører ut plattformen, og de lukker
seg automatisk helt igjen når vi kjører plattformen inn igjen.
Hangarløsningen som vi har konstruert mener vi selv er en enkel og grei løsning, som er
veldig driftssikker. Det er få bevegelige deler, som heller ikke trenger mye vedlikehold.
Styringssystemer
Dette er laget i programmet Labview.
To moder: Manuell og Dynamisk Posisjonering
Grensesnitt:
SIDE 26 AV 78
Grensesnittet er delt inn i paneler for å gjøre det mer oversiktlig:
1. Manuell styring
 Her finner vi bryter som bytter mellom Manuell og Dynamisk
posisjonering(DP)
 Styring av droneplattform
 Styring av skip med skinner som setter pådrag og ror. Samt knapper for maks
utslag og midtstilling
2. Posisjonering
 Settverdi; ønsket posisjon
 Er-verdi; hvor fartøyet befinner seg.
3. DP-konstanter
 Setter de forskjellig konstantene i en PID-regulator
4. Thrust og spenning til radio
 Lar deg overvåke hvor mye pådrag som blir brukt. Nyttig for å se om DP
posisjoneringen fungerer som den skal.
Vi har også gjort det enkelt å bruke tastaturet for å kontrollere fartøyet. Alle funksjoner
som man kan endre med musen i det grafiske grensesnittet er også bundet til en spesifikk
tast på tastaturet. Alle knappene kan brukes i begge moder (manuell og DP), men når
pådraget blir endret av piltastene byttes modus til manuell. Dette for å korte ned på
responstiden om operatøren ser seg nødt til å gripe inn for å avverge hendelser.
Følgene taster med bindinger er satt opp:
Pådrag: forut
PIL OPP
PIL NED
Pådrag: akterut
PIL HØYRE
Ror: Styrbord
PIL VENSTRE
Ror: Babord
SHIFT
Droneplattform:
UT
SIDE 27 AV 78
CTRL
Droneplattform:
INN
ALT
Hold posisjon
F2
Manuel modus
F3
DP modus
Blokkdiagram:
Programmet tar utgangspunkt i avviket(e(t)) mellom ønsket posisjon (settverdi) og
faktisk posisjon (Er-verdi).
Dette avviket, endring i avviket, og hvor lenge vi har hatt avvik er det som bestemmer
hvor mye pådrag reguleringen gir. Dette er prinsippet bak en PID regulator. Her har vi tre
ledd: Proporsjonal, Integral, og derivativ. Disse leddene ganges med hver sin regulerbare
konstant, før de summeres.
1
Pådrag u(t) = 𝐾[𝐾𝑝 𝑒(𝑡) + 𝑇𝑖 ∫ 𝑒(𝑡)𝑑𝑡 + 𝑇𝑑 𝑒 ′ (𝑡)]
SIDE 28 AV 78
På bildet ser vi det er kommentert akkumulert avvik. Her summeres alle avvikene sammen
for hver gang. Også ganges det med ‘dt’ (her antall millisekunder) for å få et brukbart
integral.
Differansen mellom avviket og «forrige avvik» ganges med ‘dt’ for å få en størrelse på
hvor mye avviket er i endring, eller en brukbart derivert.
Avviket ganget med proporsjonalkonstanten er alt som er i proporsjonal-leddet i
regulatoren.
Etter regulatoren ser vi på verdier for trust i fra -5 til 5. Dette er verdier som skal ut til
radioen, på en skala fra 0,5 til 2,7 volt. Denne biten gjør denne omregningen. Det er også
her vi slår over til manuell styring.
SIDE 29 AV 78
Ror, vinsj og lås
Roret er styrt med en slide som gir verdier -1 til 1. Også her tilpasses spenningen ut med
en enkel omregning.
Til de to neste kanalene må vi bruke digitale utganger meg en D/A-omformer. Her sender
bit ut, etter hvilken spenning vi har lyst på. Vi har laget til to 5-bits D/A-omformere for å
være sikker på tilstrekkelig nøyaktighet.
Hold posisjon knappen: Her settes settverdien lik Er-verdi ved en hjelp av en lokal
variabel. Skiftregistrene nullstilles, og modus blir satt til dynamisk posisjonering.
SIDE 30 AV 78
På denne måten setter vi også ror og pådrag til ønskete verdier ved knappetrykk.
For å ta i bruk tastaturet har vi brukt «event structures» som aktiviseres når en knapp på
tastaturet blir trykket ned, og sluppet.
SIDE 31 AV 78
Beskrivelse av radiosenderen sine funksjoner:
Ved manuell styring må alle brytere stå i «kontroll» stilling, se vedlagt koblingsskjema.
Radiosender betjenes slik:
Høyre spak fremover
Pådrag: forut
Høyre spak bakover
Pådrag: akterut
Høyre spak mot høyre
Ror: Styrbord
Høyre spak mot venstre
Ror: Babord
Venstre spak bakover
Droneplattform: UT
Venstre spak forover
Droneplattform: INN
Radiomottaker i båt kobles slik:
Kanal 1
Servo til ror
Kanal 2
Motorkontroller
Kanal 3
Servo til helikopterplattform
Kanal 4
Ekstra
Ved bruk av PC styring, kobles ledere ut av kontrollen slik:
Leder ut av kontrollen:
Grønn
Grønn/hvit
Blå
Oransje
Oransje/hvit
Utgang DAQ:
Jord (GND)
D/A konverter utgang 1
Analog utgang 0 (AO0)
Analog utgang 1 (AO1)
Ekstra
SIDE 32 AV 78
Koblingsskjema over kontrollen:
o Skjema er tegnet sett fra kontrollens fremside.
o Bryter posisjoner er beskrevet ved siden av bryter
SIDE 33 AV 78
Hydrostatics
Fartøyet har følgende egenskaper ved forskjellige dypganger:
SIDE 34 AV 78
Dimensjoner
Her har vi laget en oversikt over alle dimensjoner som finnes på båten vår, både fra skipet
i fullskala og modellen
SIDE 35 AV 78
Vektberegninger
Vi har utført følgende forsøk:
Sammendrag:
Tankenes plassering har blitt bestemt vha forsøk og beregninger
Hensikt:
Å fastslå modellens LCG, VCG og TCG med den hensikt å kunne plassere vekter som vil
gi modellen korrekt oppdrift iht. design.
Teori:
LCG: skipets langskipsplassering (horisontalt) av tyngdepunkt.
VCG: skipets vertikale plassering av tyngdepunkt. 𝐿𝐶𝐺 =
∑(𝑚∗ℎ)
∑𝑚
TCG: skipets tverrskipsplassering av tyngdepunkt.
LCB: oppdriftsenterets langskipsplassering, oppgitt av gjeldende design i Freeship.
Vekter og dimensjoner iht. kravdokument.
Vi ønsker at VCG skal være lavest mulig for å sikre positiv lengde på GM slik at den
selvopprettende kraften ved krengning skal være større og dermed føre til økt stabilitet.
Derfor ønsker vi tankene plassert lavest mulig ift til skrogets innvendige fasong og VCG
vil derfor ikke være fokus i denne rapporten. LCG ønsker vi å ha nærmest mulig LCB slik
at modellens trim blir så liten som mulig hhv akterover og forover. Vi antar at
propellakslingens vinkel vil påvirke modellens trim i retning forut og anslår derfor at LCG
kan ligge noe aktenfor LCB.
SIDE 36 AV 78
Metode og utførelse:
Vi fant LCG/VCG ved å utføre et grunnleggende forsøk hvor vi lagde ett oppheng og lot
et lodd merke to linjer på skrogets side. Da fikk vi et punkt som beskriver LCG og VCG.
Tatt fra NTNUs lærebøker har vi en illustrasjon av dette forsøket:
VCG blir mer nøyaktig beregnet i
krengeforsøket som omtales i egen
rapport.
Dette forsøket ble utført med hangar
påmontert skroget.
Med de oppgitte vekter for tankene
lagde vi så et regneark hvor vi enkelt kunne skrive inn gitte høyder (dvs. lengder fra
modellens hekk) for å beregne LCG. Vi skar ut modeller av tankene som vi plasserte i
forskjellige konfigurasjoner inne i skipsmodellen før vi målte avstand til tyngdepunktene
til hver av tankene for å kunne sammenligne mulige konfigurasjoner opp mot ønskelig
LCG.
Konfigurasjon 1
Konfigurasjon 2
Konfigurasjon 3
I tillegg var batteriet fast plassert foran i baugen (svarte feltet mellom tank 8 og 9).
SIDE 37 AV 78
Resultater og drøfting:
Følgende utstyr skal monteres i båten:
Vi har kun beregnet LCG med utgangspunkt i tanker, skrog og batteri med den
begrunnelse at de andre vektene er så små at de utgjør meget liten forskjell.
Konfigurasjon 1
LCG = 0,42440843
SIDE 38 AV 78
Konfigurasjon 2
LCG=0,42034036
Konfigurasjon 3
LCG=0.42640194
SIDE 39 AV 78
Vi ser at de tre forskjellige LCG-ene ligger meget nærme hverandre med et gjennomsnitt
på 42,37 cm. Av praktiske årsaker mener vi at konfigurasjon 1 er den mest
gjennomførbare og stabile posisjonering av tankene. Den har en LCG ≈ 42,5 cm.
Med tanke på propellens påvirkning på trimmen samt konstruksjonstekniske feilmarginer
(som forkortet skrog, maling og sparkel) anser vi konfigurasjon 1s LCG som god nok og
konstruerer og fester tankene som bildet over viser. Dessuten vil modellens totalvekt
sannsynligvis være så lav (ca. 6,4 kg) at det kan være hensiktsmessig å plassere ytterlige
vekter (f.eks. lodd) forut for å komme nærmere konstruksjonsvannlinjen (KVL), ettersom
modellen er designet for et totaldeplasement på maksimalt 8,6 kg)
Tester
Krengeforsøk
Sammendrag:
Vi utførte krengeforsøket i slepetanken på Sjøkrigsskolen med skrog konstruert etter
freeship-design med kun motor, aksling og ror ombord og beregnet VCG til å være 2,2 cm
over kjøl.
Teori:
Henviser her til instruks for forsøk og medfølgende teori:
Sammenhengen mellom krengende moment (w  t) og tangens til krengevinkelen er gitt
ved:
Moment betraktning om M : Go G 
wt

t
Geometribetraktning:
Go G  Go M  tg
M
w
G G
B
K

SIDE 40 AV 78
Dette gir: Go M 
wt
tg  
Videre ser vi at GM kan skrives som GM = KB+BM-KG som igjen kan omskrives til
GM = KMT – KG  KG(VCG) = KMT – GM.
KMT finner vi for det prøvde deplasement fra Design Hydrostatics fra Freeship.
Ettersom krengevinkelen θ beskrives av en pendel i en snor og en linjal, må dette være
𝑠
motstående og hosliggende katet og kan derfor utrykkes som tan 𝜃 = 𝑙
KG kan og uttrykkes som 𝑉𝐶𝐺 =
∑(𝑚∗ℎ)
∑𝑚
Metode og utførelse:
Vi monterte et stativ med en pendel i skroget. Det ble også påmontert en linjal tverrstilt i
en passende avstand fra pendelsnoren slik at det ble enklere å lese av pendelutslag ‘s’. Rett
forut for dette monterte vi en andre linjal tverrskips på nivå med dekket. Her plasserte vi et
lodd (w) på 0,26 kg for å kunne måle avstand (t) fra definert nullpunkt. Deretter målte vi
modellens vekt inkludert måleutstyr.
I neste prosess utførte vi to målinger med tilsvarende avstand (t) mot styrbord og babord,
herav definert som STB 1 og 2 og BB 1 og 2. Pendelutslag og avstander ble så notert.
Krengningsvinkelen lot vi ikke overstige 7°, noe vi kontrollerte ved å beregne maksimalt
utslag s: tan(7)*0,395 = 0,0485 = 4,85 cm.
SIDE 41 AV 78
Utslag (s)
Loddsnor (l)
Resultater og diskusjon:
Vekter og tyngdepunkters høyde (h):
Testskrog:
Måleutstyr + (w)
Lodd (w)
Høyde, måleutstyr
Høyde, lodd
1,7kg
0,23 kg
0,26kg
25 cm
15 cm
SIDE 42 AV 78
Posisjon
s i cm
L i cm
w i kg
tim
totalvekt(Δ)
tan θ
tanθ*Δ
wt
GM
STB1
2
39,5
0,26
0,055
1,7
0,0506
3291
0,08607
595
0,0143
0,16613235
STB2
2,9
39,5
0,26
0,08
1,7
0,0734
1772
0,12481
013
0,0208
0,16665314
BB1
2
39,5
0,26
0,055
1,7
0,0506
3291
0,08607
595
0,0143
0,16613235
BB2
2,9
39,5
0,26
0,08
1,7
0,0734
1772
0,12481
013
0,0208
0,16665314
Sum
0,66557099
KMT ved deplasement = 1,7 kg: 23,3 cm
0,1667
0,1666
0,1665
0,1664
0,1663
Serie1
0,1662
0,1661
0,166
0,1659
0,1658
1
2
3
4
KG = KMT – GM  VCG = 0,233 – 0,166 = 6,7 cm
𝑉𝐶𝐺 =
∑(𝑚 ∗ ℎ)
= 0,067
∑𝑚
∑(𝑚 ∗ ℎ)test = 0,067 * 1,7 = 0,1139
∑(𝑚 ∗ ℎ)test = (m*h)modell + (m*h)måleutstyr. Her estimerer vi (m*h)måleutstyr = 0,49*0,18 =
0,0882
∑(𝑚∗ℎ)
∑𝑚
modell
=
0,1139−0,0882
1,2
= 2,2 cm.
SIDE 43 AV 78
Diskusjon:
Dette forsøket gjennomførte vi to ganger som følge av usannsynlige tall ved det første.
Rapporten beskriver forsøk nr. 2
Vi synes fortsatt 2,2 cm virker som et litt for lavt tall, men klarer ikke med sikkerhet si
hvor en, evt. feil i forsøket ligger. Usikkerheten i måleutstyrets tyngdepunkt er stor, noe
som igjen påvirker sluttresultatet i stor grad, som følge av små marginer.
På den andre siden kan man anta at pga. skrogets fasong – bredere mot vannlinjen, vil
skroget få en stor KMT. Vi synes derfor at oppgitt metasenterhøyde virker realistisk.
Skroget vil av samme årsak også få en større vekt under vannlinjen og nærme kjølen som
følge av påvirkninger fra maling og sparkel. Motoren er plassert relativt lavt i modellen og
batteriet var ikke montert under testen.
Alt i alt er vi lite fornøyd med forsøkets resultat, men har oppnådd en større forståelse av
forsøkets hensikt.
Et alternativ ville vært å gjennomført forsøket på nytt ved fullastet skip (6,4 kg) og
tilstrebet en større nøyaktighet, men mtp på modellens praktiske utforming og et ønske om
størst mulig GM vil alle vekter uansett plasseres så lavt som mulig.
Slepetest
Sammendrag:
Vi har utført slepeforsøket i slepetanken på Sjøkrigsskolen og etablert en rekke
koeffisienter og plott for vårt fullskala-skip, samt begrunnet fullskala-skipets valg av
hastigheter under operasjoner.
(se; avsnitt «resultater»)
Hensikt:
Å bli kjent med apparatur og metode for bestemmelse av slepeeffekt for et skip. Kunne
beregne og analysere skrogets egenskaper og slepeeffekt for analyse i forbindelse med
fullskala-prosjektering.
SIDE 44 AV 78
Gjennomføring og metode:
Modellen vår, laget etter et Freeship-design i skala 1:68 ble testet ved fullt lastet
deplasement (6,4 kg). Dimensjonene og vekten til modellen sammen med tettheten til
vannet i tanken gir grunnlag for beregninger i fullskala gjennom gitt regneark/kalkulator.
(Motstands_kalkulator_SKSK_innf fra itslearning).
Modellen ble trukket av angitte vekter som gir modellen ulike hastigheter. Disse
hastighetene ble logget via LabView, når oppnådd hastighet var konstant. Slepevekt,
modell-fart ble så lagt inn i kalkulator sammen med skipsdata fra Freeship.
SIDE 45 AV 78
Kalkulatoren registrerer og beregner følgende tall:
 Slepekraften i N
 Modellens hastighet i m/s og skipets i m/s og knop.
 Modellens totalmotstandskoeffisient, Ctm
 Reynoldstall og Froudtall for modell og skip
 Friksjons og Restmotstandskoeffisienter for modell og skip
 Skipets totalmotstandkoeffisient, Cts
 Deplasement, slepemotstand og slepeffekt for fullskala
Gitte data:
 Kinematisk viskositet sjøvann settes lik 1,18810-6 m2/s
 Tetthet, sjøvann = 1025 kg/m3
 Vekter (kg): 0.751, 1, 1.665, 2.665, 3.665, 4.665, 5.665, 6.665, 7.665 , 8.665 og
10.665
(Fra Oppgaveark Slepeforsøk, Ingeniørfaglig innføring)
Bilder fra forsøket:
SIDE 46 AV 78
Resultater:
Data fra Freeship og målte hastigheter ved ulike vekter ga følgende resultater:
Kalkulatoren kunne da gi oss følgende tall:
SIDE 47 AV 78
Disse ble så benyttet til å regne ut hhv skipets slepemotstand, slepeeffekt samt installert
effekt. Installert effekt er slepeeffekten delt på propulsjonskoeffisienten og kan fortelle oss
noe om hvor mye effekt fremdriftsmaskineriet må levere for å kunne opprettholde gitt fart.
SIDE 48 AV 78
I tillegg fikk vi en rekke plott hvor vi ønsker å trekke frem to: motstandskoeffisientene
som funksjon av Reynoldstallet (Rn) for modell og skip (Reynoldstallet på en logaritmisk
skala) og som funksjon av Froudes tall:
Mer interessant for oss er kanskje plottet over slepeeffekt (kW) vs hastighet (knop/kts):
SIDE 49 AV 78
Dette siste plottet er interessant fordi den kan fortelle oss noe om skipets «energiforbruk»
ved forskjellige hastigheter. Dette vil bli gått nøyere gjennom ifm egen rapport om
drivstofforbruk og operasjonstid, men vi kan se at ved rundt 17 knop blir det en drastisk
økning av båtens energiforbruk med hensyn til fart og kan sådan fortelle oss at en evt
optimal transitt-hastighet vil ligge mellom 13-17 knop.
Videre er det også interessant å se at skipets beregnede toppfart (med tanke på
tilgjengelige vekter under forsøket) er nærmere 25 knop. (24,8)
SIDE 50 AV 78
Fremdriftsregnskap
Følgende tanker benyttes i liten skala – disse har vi skalert opp til skipets fulle størrelse.
Vekt
Materiell
(kg)
2 stk
drivstofftank,
stor
0.57
Merknad
LxBxH:146x76x48(mm)
Yttermål
En av tankene er til helifuel
9 stk
drivstofftank,
liten
2x
Dimensjoner
9x
0.29
LxBxH:107x65x42(mm)
Yttermål
Skalafaktor:
68
Totalt
Lengde Bredde Høyde Total
(m)
(m)
Volum
vekt Volum(m^3) fullskala
volum
Tank
Antall Vekt (m)
fullskala
Stor
1 0,57
0,146
0,076 0,048 0,57
0,00053261 167,468999
167,468999
Liten
9 0,29
0,107
0,065 0,042 2,61
0,00029211 91,8487315
826,638584
Sum: 994,107582
SIDE 51 AV 78
0,84 kg/l
Diesels egenvekt:
Antall liter:
994107,582
Antall kg diesel:
835050,369
Tonn:
835,050369
0,45
Dieselmotorens virkningsgrad:
Oppgitte verdier:
Brennstofforbruk
Fart (kts)
kg/kWh
Propulsjonskoeffisient
5
0,26
0,5
10
0,25
0,55
15
0,24
0,6
20
0,23
0,65
Estimert slepeeffekter for oppgitte farter:
Disse verdiene er estimert fra plottet over slepeeffekt vi fikk fra slepeforsøket i liten skala.
Installert effekt er faktisk slepeeffekt delt på propulsjonskoeffisient og forteller oss om
hvilke effektkrav fartøyet faktisk må ha mtp. tap i fremdriftssystemet og propell. Følgende
tall gir derfor grunnlag for å beregne brennstoff-forbruk i forhold til gitte tall for mengde
diesel per kWh samt diesels egenvekt.
SIDE 52 AV 78
Slepeeffekt
Installert effekt
Fart (kts)
(kw)
Propulsjonskoeffisient
(kW)
5
150
0,5
300
10
300
0,55
545,454545
15
900
0,6
1500
20
5450
0,65
8384,61538
Operasjonsmønstret:
Her har vi tatt utgangspunkt i gitt operasjon med en transittid på maksimalt 72 timer over
en avstand på 1000 nm (nautiske mil). Vi regner dette da som 1000 nm fra Ramsund
Orlogsstasjon (ROS) til operasjonsområdet AO (Area of Operations).
(se under)
Avstand
Transitt:
(nm)
Tid (t)
Snittfart
Ønsket fart
Reell
(kts)
(kts)
transittid (t)
Tur
1000
72
13,8888889
15
66,6666667
Retur
1000
72
13,8888889
15
66,6666667
Sum
2000
144
133,333333
I dette regnskapet har vi satt transittfart til 15 knop ettersom dette medfører marginalt
mindre brennstoff-forbruk enn ca 14 knop. Dermed klarer vi transitten på rundt 70 timer.
(66,6)
SIDE 53 AV 78
Ved hjelp av tall for installert effekt ovenfor kan vi derfor beregne ant kWh forbrukt over
hhv transitt og i AO.
200000
kWh transitt:
Diesel forbrukt turretur:
106,666667 tonn
Det tilsvarer:
126,984127 m^3
I det gitte operasjonsmønsteret (14 døgn i AO med gjennomsnittlig 5 knop i døgnet) vil
fartøyet vil totalt operere i 469,3333 timer noe som utgjør 19,6 dager, dersom vi beregner
ut ifra tid i transitt tur-retur + AO.
I operasjonsområdet, altså AO har vi disse tallene for fartøyet:
Tid (dager)
Snittfart
14
Diesel forbrukt i AO:
Det tilsvarer:
Timer totalt
5
kWh i AO
336
100800
58,24 tonn
69,3333333 m^3
SIDE 54 AV 78
Dieselforbruket for transitt til AO + operasjoner i AO er beregnet til derfor å være
196,31746 m3. Dette tilsvarer ca. 19,7481101 % av total brennstoffbeholdning. Altså er
det mye drivstoff igjen etter operasjonen.
Maksimal rekkevidde for fartøyet gitt med full fart (20 kts) + halv fart (10 kts), samt tur
retur, er gitt i denne tabellen
Fart Installert
(kts) effekt (kW)
Diesel (kg)
Antall kWh
Timer
etter diesel
tilgjengelig
Avstand
nm
én
Halv
fart
10
545,454545
417525,185
751545,332
1377,83311
13778,3311 vei
nm
én
Full
fart
20
8384,61538
417525,185
816897,1
97,4280945
1948,56189 vei
Kommentar:
De enorme avstandene dette fartøyet kan tilbakelegge er følger av en meget stor
brennstoffbeholdning for en såpass liten båt. Hele regnskapet tar utgangspunkt i tankene
som skal plasseres i modellen og gjør at fullskala-skipet er på innsiden så godt som fylt
med diesel. Kun en stor tank er satt av til heli-fuel.
(Det anser vi som tilstrekkelige, da kan dronen bruke opptil 600 l/h i AO...)
SIDE 55 AV 78
Trekkraft
Sammendrag: Vi målte modellens trekkraft i vannet. Vi kom frem til en maks trekkraft
på ca. 3N, dette ved et effektbruk på 27W.
Introduksjon:
Vi er interessert i å finne modellens trekkraft og effektbruk i vannet. Testen ble utført i
bølgetanken på SKSK.
Metode og apparatur.
Modellen ble satt fast i en vannrett line festet til en kraftmåler. Vi målte også effektbruk
ved å måle strømtrekk og spenning over motoren. Data logget vi i Pasco Capstone
Resultat og diskusjon.
I dette forsøket ble det logget veldig varierende verdier. Noen verdier for spenning og
strøm ble lest som negative, selv om de ikke kan ha hvert dette. Jeg antar at dette kan ha
vært støy i fra motor eller radio. Derfor er det her brukt mye glatting av dataene, så de
eneste tallene som virkelig kan stoles på er effektbruk og kraft på platået som vises i
grafen.
Trekktest
30,00
25,00
Her vises en maksimalt effektbruk på 27W og
trekkraft på 3N.
Konklusjon:
20,00
15,00
Dataene vi fikk fra denne testen er først og
10,00
fremst største trekkraft og effektbruk. Å ta
noe ut av dette ved mindre effekter vil være
0,00
unøyaktig fordi vi hadde unøyaktige
-5,00
0,95
2,10
3,25
4,40
5,55
6,70
7,85
9,00
10,15
11,30
12,45
13,60
14,75
15,90
5,00
målinger.
Run #1 Effekt
Run #1 Force (Inverted) (N)
SIDE 56 AV 78
Dynamisk posisjonering
Vi testet DP-styring på modellen og for å finne PID-reguleringskonstantene vi finner best
for vår modell. Vi kom frem til P-konstant: 5.65, I-Konstant: 2, D-konstant: 1
Innlending
Forsøket ble foretatt i slepetanken på SKSK, og er nødvendig for å finne
reguleringskonstantene som passer best til båten. På forhånd har vi programmert
reguleringen i Labview. Nå monterer vi båten i testriggen og styrer den med programmet
vi har laget.
Teori
Den eneste formelen vi trenger å tenke på er formelen for pådrag: u(t) =
𝐾[𝐾𝑝 𝑒(𝑡) +
1
∫ 𝑒(𝑡)𝑑𝑡 + 𝑇𝑑 𝑒 ′ (𝑡)]
𝑇𝑖
Der vi tar feilfunksjonen e(t) og adderer sammen et proporsjonal-ledd, integral-ledd, og et
derivert-ledd. Med hver sin egen konstant. Det er disse konstantene vi nå skal finne.
Metode og apparatur
Modellen styres nå ved pc med Labview-programmet.
Testriggen ser slik ut. Båten flyter i tanken og er bundet fast til en line som går på trinser.
Den er holdt stram av to lodd. Den ene trinsen er montert på et potensiometer, der
SIDE 57 AV 78
stillingen leses av datamaskinen. Denne stillingen er input i programmet som styrer
pådraget for å korrigere for avvik fra satt posisjon og faktisk posisjon.
Vi setter modellen helt ytterst i riggen, og ber den endre posisjonen en meter leger frem.
Og tar tiden på hvor lang tid den bruker på å korrigere posisjonen og stå «så godt som
stille»
Vi tester også I-leddet ved å gjøre linen ubalansert ved å henge på flere lodd på ene siden.
Dette skal simulere strøm i vannet
Resultat og Diskusjon
Vi prøvde oss frem og kom frem til konstantene for P: 5.65, I: 2 og D: 1
Vi fant att båten retter seg inn og ligger stille med etter 4-6 sekunder. Posisjonsgrafen så ut
som en typisk dempet svingning.
Den klarte og å korrigere for ubalansert line (strøm) opptil 200g. Teoretisk skal båten klare
å holde igjen for 300g, men dette begynte å ta tid. Og for å kjøre mer skånsomt begrenset
vi programmet til å ikke bruke mer enn 70% av fult pådrag.
Konklusjon
Vi er godt fornøyd med DP-programmet og er fasinert over hvor enkelt mann kan lage et
slikt styringssystem.
SIDE 58 AV 78
Hastighetstest
Sammendrag: Vi målte hastigheten til modellen med full last. Topphastighet ble målt til
1.3m/s
Introduksjon:
Modellens topphastighet og hastighet ved halvt pådrag ble målt. Testen ble utført i
bølgetanken på SKSK.
Metode og apparatur:
Vi målte hastigheten der den modellen ble kjørt med konstant fart over en kjent lengde
5,02m. Vi kjørte flere målinger og tok gjennomsnittet av disse. Vi målte med full og halvt
pådrag. Tiden ble målt med stoppeklokke.
Vi bruker formel for vei fart og tid: 𝒔 = 𝒗𝒕
Resultat og diskusjon:
Med fullt pådrag:
Strekning
Tid
Hastighet
5.02m
3.86s
1.30m/s
5.02m
3.92s
1.28m/s
Dette gir oss en snittfart på 1.3m/s
Med halvt pådrag
Strekning
Tid
Hastighet
5.02m
5.49s
0.91m/s
5.02m
5.62s
0.89m/s
Dette gir oss en snittfart på 0.9m/s
SIDE 59 AV 78
Vi ser at det ikke er veldig stor forskjell i fart på halvt og fullt pådrag. Nøyaktigheten er
satt ned til en desimal for å ta hensyn til reaksjonstiden til han som holdt stoppeklokken.
Konklusjon
Båten har svært god hastighet for egen maskin.
Motortest
Sammendrag: Vi målte motorens spenningsrespons, effekt, virkningsgrad og
dreiemoment. Dette gjorde vi ved å bruke photo-gaten. Vi kom frem til følgende:
Spenningsrespons: 1375rpm/V
Effekt: 7,17W
Virkningsgrad: 0.19
dreiemoment: 0,030Nm.
Innledning
Vi er interessert i å vite ytelsen til motoren. Testene ble utført på datalaben.
Teori
Vi kommer til å benytte Newtons 2. lov for å finne kraften motoren påvirker på en kloss,
som blir brukt i eksperimentet:
S-G = m * a
𝑆 = 𝑚(𝑔 + 𝑎)
(1)
Formel for dreiemoment:
𝜏 =𝐹 ×𝑟
(2)
Potensiell energi:
𝐸𝑝 = 𝑚𝑔ℎ
(3)
SIDE 60 AV 78
Metode og apparatur
For å måle spenningsrespons i omdreininger per volt; målte vi omdreininger med ‘photogaten’ og målte samtidig spenning. Vi økte så spenningen gradvis, og observerte antall
omdreininger.
For å måle effekt, virkningsgrad og dreiemoment, rigget vi til en trinse på motoren slik at
den kunne trekke en kloss (0.142kg) til en høydeforskjell på 2,5m. Her logget vi fart på
snoren ved hjelp av photo-gaten og en trinse med eiker, og strøm og spenning vi forsynte
motoren med.
Vi brukte akselerasjonen til snoren til å finne ut Snorkraften S. og dermed også
dreiemomentet til motoren som hadde en arm på snoren lik 0.012m
Det vi ikke fikk testet var hvordan motoren oppfører seg i spenningsområdet den er laget
for, (6-8V) vi klarte med belastning av motoren å forsyne den med 4,6V da den hadde
stort strømtrekk.
Resultat og diskusjon
Fig 1. RPM og spenning
Her ser vi at motoren har
en lineær
spenningsrespons og har
tilnærmet 1375(rpm/V),
med høyeste turtall på
11000rpm.
SIDE 61 AV 78
Effekt: Under forsøket løftet motoren klossen 2.5m. Klossens masse var 0.142kg. Tiden
som ble brukt, Δt = 0.743s. Arbeidet som ble utført var da: 𝑚𝑔ℎ +
1
2
𝑚𝑣 2 = 3.48 + 1.85 =
5.32J
Ytelse = ΔE/t = 5.32J/0.743s = 7.17W.
Gjennomsnittlig elektrisk effekt = 37W
Dette gir oss en virkningsgrad på 0.19.
Dreiemomentet 𝜏, finner vi ved å sette opp newtons 2. lov for systemet. Vi bruker formel
(2): S = 0.142(9.8 + 7,78) = 2.49N
(3): 𝜏 = 2.49 * 0.012 = 0.030Nm
1. Konklusjon
Motoren har grei effekt, men dårlig virkningsgrad i dette forsøket. Grunnen til dette kan
være at vi har gitt den for lav spenning.
Batteritest
Sammendrag: Vi testet batteriets kapasitet ved å måle strøm, spenning og utladingstid.
Batteriet ble testet til 2,3Ah. Batteriets nominelle kapasitet er 3,3Ah
Innledning
Batteritesten ble utført på datalaben og skal gi oss tall på hvor stor kapasitet batteriet har.
Teori
Ved å måle spenningen over batteriet kan vi se att vi holder oss over utladingspenningen
og la vær å ødelegge batteriet. Batteriet er av typen NiMh a 6 celler. Og tåler å bli utladet
til 6,6V.
Vi logger utladningsstrømmen og ganger med tid for å få et tall med enhet Ah.
SIDE 62 AV 78
𝐴ℎ = 𝐼 ∗ 𝑡
Metode og diskusjon
Fig. 1 koblingsskjema
Vi ladet batteriet til det ikke tok til seg meg strøm, som da vil være fulladet. Spenningen
over batteriet var nå 8,0V. Så ladet vi ut batteriet over en kjent motstand (2Ohm).
Strømmen målte vi ved å måle spenning over 0,1 Ohms (shunt) motstanden og brukte
ohms lov.
𝐼=
𝑈𝑠
𝑅𝑠
Samtidig observerte vi spenningen over batteriet og avsluttet utladingen når den falt ned til
6,6V.
Resultat og Diskusjon
2,3
2
8,3
8,1
7,9
7,7
7,5
7,3
7,1
6,9
6,7
6,5
1,7
1,4
1,1
0,8
0,5
0
153,55
307,1
460,65
614,2
767,75
921,3
1074,85
1228,4
1381,95
1535,5
1689,05
1842,6
1996,15
2149,7
-0,1
Fig 2. Spenning og tid i sekunder.
0
135,5
271
406,5
542
677,5
813
948,5
1084
1219,5
1355
1490,5
1626
1761,5
1897
2032,5
2168
0,2
Fig 3. ‘Ah’ utladet og tid i sekunder
SIDE 63 AV 78
Her ser vi i Fig. 2 utladingskurven med spenning og tid til helt frem til spenningen er
kommet ned til 6,6V. Vi ser at den har en flat, men noe lav arbeidsspenning på rundt 7,3V.
Batteriet er merket 7,7V. Derimot holder batteriet denne spenningen helt til den brått
stuper og er utladet.
Fig 3. Kan brukes til å lese av hvor mange amperetimer som er brukt per tid, og hvor mye
som er ladet ut på slutten av testen, og da batteriets kapasitet. Batteriet ga seg på 2,3 Ah.
Konklusjon
Batteriet er relativt friskt, men har tapt seg 30% i forhold til kapasiteten det hadde som ny.
Det har nå en kapasitet på 2,3Ah
Budsjett
Som du har lest tidligere ville prototypen estimert koste 73 millioner kroner. I og med
dette er første prosjektet, har vi tatt høyde for at den ble litt dyrere og prisen per båt etter at
systemet er ferdigdesignet og satt i produksjon vil ligge nærmere 65 000 000 kr.
Som vi ser av modellen er enkelt med få bevegelige deler og minimalt med små detaljer,
derfor kreves det minimalt med vedlikehold på dette fartøyet og det spares penger
økonomisk sett.
Innenfor de 500 kronene vi fikk til disposisjon ved oppstart av prosjektet, har disse blitt
benyttet til sparkel, sparkelspader og maling hovedsakelig. Ingeniørene har hatt mye eget
verktøy som flittig har blitt tatt i bruk.
Helse miljø & sikkerhet
HMS-tiltakene som er gjort under prosjektets varighet:
Så langt ut i prosjektet har vi nede på snekkerverkstedet alltid gått med vernebriller. Dette
kommer av at det hele tiden er mye smuss & støv som svever rundt og ofte treffer mot
SIDE 64 AV 78
øyeeplet. Vi har derfor unngått irritasjon og plager på øynene noe som har vært utrolig
viktig for å opprettholde et godt arbeidsmiljø.
Hørselvern er også et type verneutstyr som har blitt flittig brukt nede på
snekkerverkstedet. Dette har vi gjort av den enkle grunn; det er mye støy. Vi har vært
mange grupper der nede, og alle har drevet med sitt, og det har forårsaket utrolig mye støy.
Vi har derfor unngått dårlig hørsel/irritasjon under arbeidet fordi vi har benyttet hørselvern
så godt kommunikasjonen oss gruppemedlemmer imellom har latt seg gjøre.
Når det kommer til pussejobben vi har drevet med, enten det har vært pussing av isopor
eller pussing av sparkel, eller hva det nå enn måtte være, så har konsekvent sagt at
støvmaske skal brukes og vinduet skal holdes åpent. Det gjorde vi fordi støvet irriterer mer
enn de fleste tror dersom man konstant puster det inn gjennom både munn og nese. Støvet
kan føre til store skader på lungene og andre indre organer, og dette gjør det særdeles
viktig at man bruker verneutstyr, altså støvmasken. Ved disse pussejobbene så benyttet vi
også hansker for å slippe at vi fikk hud mot materiell. Med dette unngikk vi flis i finger,
irritasjon på hud og andre plager dette kunne føre med seg.
En annen viktig ting vi ofte har gjort er å holde det ryddig på benken og legge vekk
gjenstander som kunne gjøre skade på materiell eller oss selv. Dette har gjort det mye mer
hyggelig å igangsette et arbeid som skal gjøres, og ting har blitt gjort mye mer effektivt,
fordi vi hele tiden har hatt kontroll på hvor ting befinner seg osv.
SIDE 65 AV 78
Diskusjon
Konklusjon av tester
Vi har gjennom prosjektet utført mange tester for å tilfredsstille de kravene som er satt, i
tillegg til at det har hjulpet oss med fullføring av forskjellig arbeid på båten. Testene i seg
selv har gitt en god pekepinn på hvordan båten opererer, og hvor driftssikker den er.
Allikevel kan det konkluderes med at ved noen av testene har ikke tallene vi har fått vært
helt tilfredsstillende for vår del. Dette kan skyldes måleutstyr, unøyaktighet eller vår egen
kunnskap om emnet. Vi har opptil flere ganger testet enkelte tester på nytt, for å se om
tallene vi får er annerledes, noe som bare har vært minimalt. Likevel er erfaringen vi drar
med oss fra testene meget nyttige, fordi det gir oss en god pekepinn senere i
utdanningsløpet på hva som er rett eller galt resultat.
Modell -> Fullskala
Etter mye beregninger, som du allerede har lest igjennom i rapporten har vi konkludert
med at modellen er en god pekepinn på hvordan skipet vil være i virkeligheten, og ikke
minst en god pekepinn på om modellen vil fungere i fullskala. Ut i fra våre konklusjoner
har vi sett det på som svært realistisk og sannsynlig at fartøyet også vil gi et godt resultat
til sitt bruksområde også i fullskala. Dermed er Viking Technologies svært stolte av å
kunne si at prosjekt Odin har vært vellykket.
Ble planen fulgt?
Den direkte planleggingen av tiden startet fra 8. juni, fra da hadde vi tilnærmet full styring
over egen tid. Planen som ble satt var i hovedsak avhengig av hovedansvarlige for de
enkelte delmålene i prosjektet, med etterfylling av personell etter behov slik at vi var
fleksible med tanke på oppdukkende utfordringer og endringer. I og med at det var første
gang vi foretok oss et slikt prosjekt regnet vi nesten med at utfordringer og endringer ville
dukke opp slik at utsetting av tiden eller etterfylling av personell måtte til.
Stort sett har det meste gått etter planen, og vi har fullført det planlagte arbeidet innen de
planlagte fristene, noe vi er veldig fornøyd med. Ofte har vi hatt overraskende stor
produktivitet og blitt mye fortere ferdig enn estimert, noe som har gitt oss bedre tid til å
SIDE 66 AV 78
prioritere finpuss og detaljer på produktet og rette opp i eventuelle feil som skulle
forekomme senere. Dette skyldes primært god, detaljert planlegging og motiverte
medarbeidere.
Plan/Virkemåte
Ut ifra de planene vi hadde i det vi igangsatte det praktiske arbeidet, har vi minimalt gått
utenfor disse. Både hangar, systemer og skrog er designet slik vi hadde planer om å gjøre
det. Men sant skal sies at mye har blitt planlagt mens vi har arbeidet, og igangsatt arbeidet,
fordi vi ikke kunne planlegge dette før vi fikk satt ett bilde på hvordan ting ble seende ut.
Her kan blant annet plassering av ror, tanker og motor nevnes.
Vi har hele tiden også vært flinke til å ha flittige møter slik at vi kunne planlegge de neste
dagenes arbeid. Dette har gjort det lettere å følge planer og frister som er satt.
Både skip og modellen vi bygde holder seg innenfor de begrensninger som er gitt: Den er
68 meter lang, 17meter bred og kan lastes til en dybde helt ned til 4,5 meter. Normalt går
ikke båten så dypt som dette.
Helikopterdronen kan lande på dekk, der det ikke er noen hindringer for dronen. Sett i fra
hangaren kan dronen ta av i 180 graders vinkel. Skroget er også veldig stabilt ref.
krengetest. Dronen fraktes sikkert på en slede som trekkes inn i hangaren, der to dører
lukkes for å beskytte dronen mot vær.
Rekkevidden er godt over den som kunden spør om, og har svært lite drivstoff-forbruk i de
hastigheten det blir spurt om - 14kts i 72 timer. 5kts i operasjonsområdet. Vi har med nok
drivstoff til både drone og fartøy til å ha den operasjonstiden det blir spurt om. Ref.
slepetest, hastighetstest.
Krengetesten ble utført med «tomme tanker», og stabiliteten var svært tilfredsstillende
også da.
SIDE 67 AV 78
Skipet har lav radarsignatur, ettersom den er designet med færrest mulig vinkler normalt
til havoverflaten, slik at vi ikke reflekterer elektromagnetiske bølger tilbake til en radar på
et fartøy. Den blir også malt med absorberende maling.
Skipet styres via satellitt eller HF og både drone og fartøy har flere autonomitetsnivå.
Radioene benytter seg av spredd spektrum, som gir lavere signatur i det elektromagnetiske
spekteret samtidig som vi oppnår større rekkevidde.
Ble kravene fulgt?
Krav som er fulgt, er huket av.
 Det skal tilstrebes en lav-kost løsning.
 Framdrift skal bestå av en enkel framdriftslinje - motor/aksel/propell/ror.
 Lengde overalt skal ikke overstige 68 m
 Største bredde overalt skal ikke overstige 17 m.
 Største dypgang skal ikke overstige 4.5 m.
 Helikopterdronen skal kunne lande og ta av på sikker måte.
PS: Her med forbehold helikopteret kan rotere rotoren i langsgående retning
 Helikopterdronen skal fraktes sikkert ut/inn/ mellom hangar og landingsplattform
 Plattformen bør minimum kunne tilbakelegge 1000 NM ila 72 timer
 Driftsprofil i operasjonsområdet er 5 kts fart /døgn
 Skal kunne drive helikopteroperasjoner i 14 dager i operasjonsområdet
 Helikopterdronen skal ha 5 x 4 timer flytid/døgn.
 Fartøyet skal være stabilt med tomme/fulle tanker og drone ombord.
 Lav radarsignatur - RCS (radar cross section) skal tilstrebes.
 Helikopterdronen skal ha oppbevaring i egnet værsikker hangar ombord.
 Fartøyet skal operere autonomt og/eller via avstandskommunikasjon.
 Skal fremstilles i skala 1:68
 Skal frakte den angitte last på sikker måte
 Dronen skal kunne fly, vha. fjernstyring, fra fartøy til angitt tørr plass.
SIDE 68 AV 78
 Framdrift og manøvrering skal være basert på utlevert elektrisk motor, aksling,
propell, ror, servoer, batteri, motorkontroller og fjernstyring.
 Elektriske komponenter skal plasseres og/eller beskyttes slik at de ikke blir ødelagt
av vannsprut.
 Skroget skal designes vha dataprogrammet Freeship, versjon 2.6
 Hoved-skroget skal lages i styrofoam (hard isopor - se utlevert byggeveiledning).
 Konstruksjonsvannlinjen (KVL), nullkryss og dypangsmerker forut og akter skal
tegnes på modellen.
 Skal utstyres med fjernstyrte innretninger for flytting/oppbevaring av
helikopterdronen
 Skal ha taue/feste anretning i akter- og i forskipet. Kraften skal gå i senterlinjen til
fartøyet.
 Skal kunne montere en horisontal montert list, på tvers av skipets lengde. Skal
nyttes til slepeforsøk. Den skal monteres rett over fartøyets oppdriftssenter (LCB)
ved KVL og må kunne tåle en kraft på 10 kg i horisontal retning.
PS: Denne ble tatt av igjen etter slepeforsøket
Konklusjon
Vi i Viking Teknologier mener at vi har klart å prosjektere et havgående, autonomt fartøy
som plattform for maritime droneoperasjoner for det norske Forsvaret på en utfyllende og
forklarende måte.
Prosjekt Odin leverer en kombinasjon av rekkevidde, gode sjøegenskaper samt en lavkostnadsløsning som vil kunne operere og reagere i Norges store havområder.
En stor brennstoffbeholdning og enkel fremdriftslinje gir rekkevidde og tilstedeværelse for
egne og allierte formål.
SIDE 69 AV 78
Heimdall var den norrøne guden som ble satt til å vokte Bifrost, broen mellom Åsgard og
Midgard. Han var kjent for å kunne se over 50 mil både dag og natt, kunne høre gresset
gro på engene og ullen gro på sauene. Han trengte mindre søvn enn en fugl. Bifrost kunne
flytte på seg stadig vekk og det var forståelig nok Heimdall som ble satt til å vokte denne.
Kanskje kan man i dagens skiftende sikkerhetspolitiske miljø se på Norges kystlinje og
maritime ernæring som vårt lands Bifrost, vår bro til velstand og til omverdenen. Som
stadig vekk flytter på seg og endrer fasong – men som samtidig er noe bestandig, noe varig
i en maritim nasjon som Norge.
Kanskje trenger Sjøforsvaret i dag og i fremtiden en KNM Heimdall.
Etterord
Vi har gjennom dette prosjektet opplevd relativt store arbeidsmengder over kort tid og et
stort behov for å fordele og styre arbeid. Dette er ikke bare verdifull erfaring til videre
utdanning her på Sjøkrigsskolen men også en erfaring man kan dra videre både i
hverdagen og i arbeid. Uten å dvele for mye ved dette kan vi i hvert fall si at vi har blitt
bedre kjent og fått mulighet til å jobbe med mange tverrfaglige oppgaver samt en liten
fordypning i egen bransje.
Gruppen har fungert bra, vi har som regel vært på samme bølgelengde i spørsmål
angående arbeidsmengde og detaljnivå. I siste fase av konstruksjonen ble det allikevel noe
misforståelser og løsninger som ikke var like gjennomtenkte og preget av noe hastverk.
Dette førte til ekstraarbeid i tillegg til de allerede store mengder oppgaver som måtte
utføres de siste dagene. Vi føler allikevel at gruppen raskt fant balansen tilbake og evnet å
jobbe hardt den siste uken generelt og den siste helgen spesielt. Lange dager og tidvis
netter har blitt lagt ned av samtlige i gruppen og resultatet holder du nå i hendene eller
leser på en skjerm.
Det har vært et morsomt og utfordrende prosjekt å jobbe med og vi er godt fornøyde med
resultatet.
SIDE 70 AV 78
Timelister
Her er timelistene til hver enkelt av ingeniørene for de to arbeidsukene. Arnar Reiten (Overorndet)
er ikke medberegnet her.
SIDE 71 AV 78
SIDE 72 AV 78
SIDE 73 AV 78
SIDE 74 AV 78
SIDE 75 AV 78
SIDE 76 AV 78
SIDE 77 AV 78
SIDE 78 AV 78